CN114065366B - 一种基于bim的施工地图引擎可视化交互方法 - Google Patents
一种基于bim的施工地图引擎可视化交互方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM的施工地图引擎可视化交互方法，包括以下步骤：S1：采集施工数据，并创建三维BIM施工模型；S2：创建三维场景地图；S3：在三维场景地图中，对三维BIM施工模型进行渲染；S4：基于渲染后的三维BIM施工模型，编制施工数据脚本，进行施工可视化交互。本发明解决了公路工程项目中基于真实BIM模型进行施工进度、施工模拟和施工回放可视化应用的问题。从施工数据渲染到三维地图场景、施工进度、施工模拟以及施工回放体验，形成一套BIM施工与地图引擎可视化交互应用流程，以提高工程项目各参与方的沟通效率，降低项目建设过程中各类错误和风险。
Description
技术领域
本发明属于工程创新应用技术领域，具体涉及一种基于BIM的施工地图引擎可视化交互方法。
背景技术
BIM是在计算机辅助设计（CAD）等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术，是对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达。BIM能够应用于工程项目规划、勘察、设计、施工和运营维护等各阶段，实现建筑全生命期各参与方在同一多维建筑信息模型基础上的数据共享，支持各专业协同工作、项目的虚拟建造和精细化管理，进而提高工程建设的质量和效率，给工程领域带来巨大应用价值。 随着BIM技术在设计领域的不断研发优化，以及地图引擎技术的不断进步，在公路工程中BIM技术与地图平台的结合应用已作为新颖的、有价值的研究课题，行业内已逐步开展研究和应用。当前主流地图引擎是Cesium和SuperMap，技术文档和开发包多，地图性能优秀，可扩展性强。但由于BIM数据与Cesium和SuperMap地图引擎之间交互过程中，存在一定数据兼容问题，模型导入后可能属性丢失，且需要大量时间对模型进行反复调整和优化，工作效率低，且存在错误风险，因此未能取得较为理想的研究效果，也尚未形成一套BIM施工与地图引擎结合应用的流程方法。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种基于BIM的施工地图引擎可视化交互方法。
本发明的技术方案是：一种基于BIM的施工地图引擎可视化交互方法包括以下步骤：
S1：采集施工数据，并创建三维BIM施工模型；
S2：创建三维场景地图；
S3：在三维场景地图中，对三维BIM施工模型进行渲染；
S4：基于渲染后的三维BIM施工模型，编制施工数据脚本，进行施工可视化交互。
本发明的有益效果是：
（1）本发明解决了公路工程项目中基于真实BIM模型进行施工进度、施工模拟和施工回放可视化应用的问题。从施工数据渲染到三维地图场景、施工进度、施工模拟以及施工回放体验，形成一套BIM施工与地图引擎可视化交互应用流程，以提高工程项目各参与方的沟通效率，降低项目建设过程中各类错误和风险；
（2）本发明结合当前BIM应用发展趋势，将BIM施工与地图引擎相结合，运用渲染动画和地图引擎形成一种BIM施工与地图引擎可视化交互应用方法，降低项目建设风险，具有一定价值。
进一步地，步骤S1中，施工数据包括施工事件类型、施工事件名称、施工事件状态、构件编码、分部分项编码、施工合同段编码、单位工程编码、桩号、路线编码和施工日期；施工事件类型包括施工计量事件、施工质检事件、施工评定事件和施工监理事件；
创建三维BIM施工模型的具体方法为：将构件编码和分部分项编码与其余施工数据建立关联，创建三维BIM施工模型。
上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，本发明把构件编码、分部分项编码与施工数据建立关联，创建基于工程项目真实的三维施工模型，为后续的地图场景的交互施工模拟、回放体验提供准确可靠的模型支撑。
进一步地，步骤S2中，创建三维场景地图的具体方法为：在三维BIM施工模型中创建三维场景的背景、亮度、色调、日照和天气属性。
上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，创建三维场景，配置好场景的环境初始化参数，为后续的三维地图场景的交互施工模拟、施工回放体验提供保障。
进一步地，步骤S3中，对三维BIM施工模型进行渲染的具体方法为：利用渲染模块的合同段渲染单元、工点渲染单元和路线渲染单元分别对应进行合同段渲染、工点渲染和路线渲染。
上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，在BIM三维实景中按合同段、工点及路线方式进行渲染，播放施工进度、施工回放动画。
进一步地，步骤S3中，利用合同段渲染单元进行合同段渲染的具体方法为：
A1：在施工数据中按照施工合同段编码逐条读取施工记录；
A2：在每条施工记录中读取构件编码、施工事件状态和施工日期；
A3：在地图引擎中导入合同段三维BIM施工模型，配置三维场景环境属性，创建合同段三维地图场景环境；
A4：在合同段三维地图场景环境中，根据施工合同段编码、构件编码、施工事件状态、施工日期和设定渲染参数，创建施工合同段中每条施工记录的图形展示和动画展示，完成合同段渲染。
进一步地，步骤S3中，利用工点渲染单元进行工点渲染的具体方法为：
B1：在施工数据中按照单位工程编码逐条读取施工记录；
B2：在每条施工记录中读取构件编码、施工事件状态和施工日期；
B3：在地图引擎中导入工点三维BIM施工模型，配置三维场景环境属性，创建工点三维地图场景环境；
B4：在工点三维地图场景环境中，根据单位工程编码、构件编码、施工事件状态、施工日期和设定渲染参数，创建单位工程中每条施工记录的图形展示和动画展示，完成工点渲染。
进一步地，步骤S3中，利用路线渲染单元进行路线渲染的具体方法为：
C1：在施工数据中按照路线编码逐条读取施工记录；
C2：在每条施工记录中读取桩号、构件编码、施工事件状态和施工日期；
C3：在地图引擎中导入路线三维BIM施工模型，配置三维场景环境属性，创建路线三维地图场景环境；
C4：在路线三维地图场景环境中，根据路线编码、构件编码、施工事件状态、施工日期和设定渲染参数，创建施工路线中每条施工记录的图形展示和动画展示，完成路线渲染。
进一步地，步骤S4中，基于渲染后的三维BIM施工模型，利用编制脚本模块的施工模拟引导脚本单元、施工模拟管理脚本单元、施工模拟功能脚本单元和施工模拟菜单脚本单元完成施工数据脚本编制；
其中，施工模拟引导脚本单元用于完成脚本引导、环境配置、渲染配置和用户界面配置；
施工模拟管理脚本单元用于初始化三维场景地图；
施工模拟功能脚本单元用于在初始化后的三维场景地图中加载施工计量事件、施工质检事件、施工评定事件和施工监理事件；
施工模拟菜单脚本单元用于对不同施工事件名称进行施工回放，完成施工可视化交互。
进一步地，施工模拟引导脚本单元包括引导包、引导文件和系统设置文件；
引导包包括施工地图引擎文件、资源配置文件、场景文件和相机文件；
引导文件包括环境配置文件、渲染配置文件和用户界面文件；
系统设置文件用于设置地图引擎。
进一步地，施工模拟管理脚本单元进行初始化三维场景地图的具体方法为：将项目文件作为启动三维场景地图的初始文件，通过项目文件加载三维场景地图的其余脚本文件，并调用三维场景地图的其余脚本文件对三维场景地图进行浏览操作、缩放操作、前进操作、后退操作、左移操作、右移操作和飞入跳转操作，利用项目文件的项目参数属性对三维场景地图进行初始化；
施工模拟功能脚本单元包括计量脚本文件、质检脚本文件、评定脚本文件、监理脚本文件和其余脚本文件；其中，计量脚本文件用于实现施工计量事件在三维场景地图的施工模拟；质检脚本文件用于实现施工质检事件在三维场景地图的施工模拟；评定脚本文件用于实现施工评定事件在三维场景地图的施工模拟；监理脚本文件用于实现施工监理事件在三维场景地图的施工模拟；其余脚本文件用于实现其余施工事件在三维场景地图的施工模拟；
施工模拟菜单脚本单元进行施工回放的具体方法为：在施工模拟菜单脚本单元的一级菜单中选择施工模拟或施工回放，进入二级菜单，在二级菜单中选择施工事件名称，将施工事件名称链接至不同的施工事件状态，完成可视化交互。
附图说明
图1为施工地图引擎可视化交互方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
在描述本发明的具体实施例之前，为使本发明的方案更加清楚完整，首先对本发明中出现的缩略语和关键术语定义进行说明：
渲染模块：用于将三维场景中的模型，按照设定好的环境、灯光、材质及渲染参数。
如图1所示，本发明提供了一种基于BIM的施工地图引擎可视化交互方法，包括以下步骤：
S1：采集施工数据，并创建三维BIM施工模型；
S2：创建三维场景地图；
S3：在三维场景地图中，对三维BIM施工模型进行渲染；
S4：基于渲染后的三维BIM施工模型，编制施工数据脚本，进行施工可视化交互。
在本发明实施例中，步骤S1中，施工数据包括施工事件类型、施工事件名称、施工事件状态、构件编码、分部分项编码、施工合同段编码、单位工程编码、桩号、路线编码和施工日期；施工事件类型包括施工计量事件、施工质检事件、施工评定事件和施工监理事件；
创建三维BIM施工模型的具体方法为：将构件编码和分部分项编码与其余施工数据建立关联，创建三维BIM施工模型。
在本发明中，本发明把构件编码、分部分项编码与施工数据建立关联，创建基于工程项目真实的三维施工模型，为后续的地图场景的交互施工模拟、回放体验提供准确可靠的模型支撑。
在本发明实施例中，步骤S2中，创建三维场景地图的具体方法为：在三维BIM施工模型中创建三维场景的背景、亮度、色调、日照和天气属性。
第一：模型导入，创建BIM模型服务，然后通过地图引擎访问BIM模型服务地址，从而将模型服务完整导入到地图引擎中；第二，根据项目要体现的氛围，设置好场景的背景、亮度、色调、日照、天气属性。
在本发明中，创建三维场景，配置好场景的环境初始化参数，为后续的三维地图场景的交互施工模拟、施工回放体验提供保障。
在本发明实施例中，步骤S3中，对三维BIM施工模型进行渲染的具体方法为：利用渲染模块的合同段渲染单元、工点渲染单元和路线渲染单元分别对应进行合同段渲染、工点渲染和路线渲染。
在本发明中，在BIM三维实景中按合同段、工点及路线方式进行渲染，播放施工进度、施工回放动画。
在本发明实施例中，步骤S3中，利用合同段渲染单元进行合同段渲染的具体方法为：
A1：在施工数据中按照施工合同段编码逐条读取施工记录；
A2：在每条施工记录中读取构件编码、施工事件状态和施工日期；
A3：在地图引擎中导入合同段三维BIM施工模型，配置三维场景环境属性，创建合同段三维地图场景环境；
A4：在合同段三维地图场景环境中，根据施工合同段编码、构件编码、施工事件状态、施工日期和设定渲染参数，创建施工合同段中每条施工记录的图形展示和动画展示，完成合同段渲染。
渲染参包括边线（颜色和透明度）与填充（颜色和透明度）；例如：
施工事件：停工，设置渲染颜色参数：红色，构件部位比较凸显出来；
施工事件：评定通过，设置渲染颜色参数：蓝色。
在本发明实施例中，步骤S3中，利用工点渲染单元进行工点渲染的具体方法为：
B1：在施工数据中按照单位工程编码逐条读取施工记录；
B2：在每条施工记录中读取构件编码、施工事件状态和施工日期；
B3：在地图引擎中导入工点三维BIM施工模型，配置三维场景环境属性，创建工点三维地图场景环境；
B4：在工点三维地图场景环境中，根据单位工程编码、构件编码、施工事件状态、施工日期和设定渲染参数，创建单位工程中每条施工记录的图形展示和动画展示，完成工点渲染。
在本发明实施例中，步骤S3中，利用路线渲染单元进行路线渲染的具体方法为：
C1：在施工数据中按照路线编码逐条读取施工记录；
C2：在每条施工记录中读取桩号、构件编码、施工事件状态和施工日期；
C3：在地图引擎中导入路线三维BIM施工模型，配置三维场景环境属性，创建路线三维地图场景环境；
C4：在路线三维地图场景环境中，根据路线编码、构件编码、施工事件状态、施工日期和设定渲染参数，创建施工路线中每条施工记录的图形展示和动画展示，完成路线渲染。
在本发明实施例中，步骤S4中，在地图引擎中编写施工数据脚本，基于真实BIM模型进行可视化施工模拟和施工回放体验，其实现方法如下：基于渲染后的三维BIM施工模型，利用编制脚本模块的施工模拟引导脚本单元、施工模拟管理脚本单元、施工模拟功能脚本单元和施工模拟菜单脚本单元完成施工数据脚本编制；
其中，施工模拟引导脚本单元用于完成脚本引导、环境配置、渲染配置和用户界面配置；
施工模拟管理脚本单元用于初始化三维场景地图；
施工模拟功能脚本单元用于在初始化后的三维场景地图中加载施工计量事件、施工质检事件、施工评定事件和施工监理事件；
施工模拟菜单脚本单元用于对不同施工事件名称进行施工回放，完成施工可视化交互。
在本发明实施例中，施工模拟引导脚本单元包括引导包、引导文件和系统设置文件；完成脚本引导、资源加载、环境配置、渲染配置和用户界面等配置；
引导包包含全部基础资源，包括施工地图引擎文件、资源配置文件、场景文件和相机文件；
引导文件须包含全部核心资源，包括环境配置文件、渲染配置文件和用户界面文件；
系统设置文件用于设置地图引擎。
在本发明实施例中，施工模拟管理脚本单元进行初始化三维场景地图的具体方法为：将项目文件作为启动三维场景地图的初始文件，通过项目文件加载三维场景地图的其余脚本文件，并调用三维场景地图的其余脚本文件对三维场景地图进行浏览操作、缩放操作、前进操作、后退操作、左移操作、右移操作和飞入跳转操作，利用项目文件的项目参数属性对三维场景地图进行初始化；主要包括三维地图、场景、相机、模型配置，完成三维场景中构件对象的定义和描述，并对地图三维场景初始化；
施工模拟功能脚本单元包括计量脚本文件、质检脚本文件、评定脚本文件、监理脚本文件和其余脚本文件；其中，计量脚本文件用于实现施工计量事件在三维场景地图的施工模拟；质检脚本文件用于实现施工质检事件在三维场景地图的施工模拟；评定脚本文件用于实现施工评定事件在三维场景地图的施工模拟；监理脚本文件用于实现施工监理事件在三维场景地图的施工模拟；其余脚本文件用于实现其余施工事件在三维场景地图的施工模拟；在地图引擎中运用编程语言，在三维场景地图中，对施工计量、质检、重要监理和其他事件模型赋予模型着色、模型透明进行配置，完成施工模型在三维场景中的加载；在三维场景地图中创建相机，对相机的对角视野角度、罗盘方向、位置、倾斜度等进行初始化配置。然后需建立相机与施工模型的链接关系，保证相机能跟随施工模型运动；
施工模拟菜单脚本单元可选择不同的施工事件名称和不同的初始化位置进行施工模拟和施工回放体验，进行施工回放的具体方法为：在施工模拟菜单脚本单元的一级菜单中选择施工模拟或施工回放，进入二级菜单，在二级菜单中选择施工事件名称，将施工事件名称链接至不同的施工事件状态，完成可视化交互。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种基于BIM的施工地图引擎可视化交互方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采集施工数据，并创建三维BIM施工模型；
S2：创建三维场景地图；
S3：在三维场景地图中，对三维BIM施工模型进行渲染；
S4：基于渲染后的三维BIM施工模型，编制施工数据脚本，进行施工可视化交互；
所述步骤S1中，施工数据包括施工事件类型、施工事件名称、施工事件状态、构件编码、分部分项编码、施工合同段编码、单位工程编码、桩号、路线编码和施工日期；所述施工事件类型包括施工计量事件、施工质检事件、施工评定事件和施工监理事件；
创建三维BIM施工模型的具体方法为：将构件编码和分部分项编码与其余施工数据建立关联，创建三维BIM施工模型；
所述步骤S3中，对三维BIM施工模型进行渲染的具体方法为：利用渲染模块的合同段渲染单元、工点渲染单元和路线渲染单元分别对应进行合同段渲染、工点渲染和路线渲染；
所述步骤S3中，利用合同段渲染单元进行合同段渲染的具体方法为：
A1：在施工数据中按照施工合同段编码逐条读取施工记录；
A2：在每条施工记录中读取构件编码、施工事件状态和施工日期；
A3：在地图引擎中导入合同段三维BIM施工模型，配置三维场景环境属性，创建合同段三维地图场景环境；
A4：在合同段三维地图场景环境中，根据施工合同段编码、构件编码、施工事件状态、施工日期和设定渲染参数，创建施工合同段中每条施工记录的图形展示和动画展示，完成合同段渲染；
所述步骤S3中，利用工点渲染单元进行工点渲染的具体方法为：
B1：在施工数据中按照单位工程编码逐条读取施工记录；
B2：在每条施工记录中读取构件编码、施工事件状态和施工日期；
B3：在地图引擎中导入工点三维BIM施工模型，配置三维场景环境属性，创建工点三维地图场景环境；
B4：在工点三维地图场景环境中，根据单位工程编码、构件编码、施工事件状态、施工日期和设定渲染参数，创建单位工程中每条施工记录的图形展示和动画展示，完成工点渲染；
所述步骤S3中，利用路线渲染单元进行路线渲染的具体方法为：
C1：在施工数据中按照路线编码逐条读取施工记录；
C2：在每条施工记录中读取桩号、构件编码、施工事件状态和施工日期；
C3：在地图引擎中导入路线三维BIM施工模型，配置三维场景环境属性，创建路线三维地图场景环境；
C4：在路线三维地图场景环境中，根据路线编码、构件编码、施工事件状态、施工日期和设定渲染参数，创建施工路线中每条施工记录的图形展示和动画展示，完成路线渲染；
所述步骤S4中，基于渲染后的三维BIM施工模型，利用编制脚本模块的施工模拟引导脚本单元、施工模拟管理脚本单元、施工模拟功能脚本单元和施工模拟菜单脚本单元完成施工数据脚本编制；
其中，所述施工模拟引导脚本单元用于完成脚本引导、环境配置、渲染配置和用户界面配置；
所述施工模拟管理脚本单元用于初始化三维场景地图；
所述施工模拟功能脚本单元用于在初始化后的三维场景地图中加载施工计量事件、施工质检事件、施工评定事件和施工监理事件；
所述施工模拟菜单脚本单元用于对不同施工事件名称进行施工回放，完成施工可视化交互；
所述施工模拟引导脚本单元包括引导包、引导文件和系统设置文件；
所述引导包包括施工地图引擎文件、资源配置文件、场景文件和相机文件；
所述引导文件包括环境配置文件、渲染配置文件和用户界面文件；
所述系统设置文件用于设置地图引擎；
所述施工模拟管理脚本单元进行初始化三维场景地图的具体方法为：将项目文件作为启动三维场景地图的初始文件，通过项目文件加载三维场景地图的其余脚本文件，并调用三维场景地图的其余脚本文件对三维场景地图进行浏览操作、缩放操作、前进操作、后退操作、左移操作、右移操作和飞入跳转操作，利用项目文件的项目参数属性对三维场景地图进行初始化；
所述施工模拟功能脚本单元包括计量脚本文件、质检脚本文件、评定脚本文件、监理脚本文件和其余脚本文件；其中，所述计量脚本文件用于实现施工计量事件在三维场景地图的施工模拟；所述质检脚本文件用于实现施工质检事件在三维场景地图的施工模拟；所述评定脚本文件用于实现施工评定事件在三维场景地图的施工模拟；所述监理脚本文件用于实现施工监理事件在三维场景地图的施工模拟；所述其余脚本文件用于实现其余施工事件在三维场景地图的施工模拟；
所述施工模拟菜单脚本单元进行施工回放的具体方法为：在施工模拟菜单脚本单元的一级菜单中选择施工模拟或施工回放，进入二级菜单，在二级菜单中选择施工事件名称，将施工事件名称链接至不同的施工事件状态，完成可视化交互。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的施工地图引擎可视化交互方法，其特征在于，所述步骤S2中，创建三维场景地图的具体方法为：在三维BIM施工模型中创建三维场景的背景、亮度、色调、日照和天气属性。
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